Electrostatique: L`énergie

D’après: Eugene HECHT. Physique. Éditeur ITP de boeck.
Électrostatique:
L’énergie

Physique Deuxième Bachelier Biologie/Géographie/Géologie. Daniel Bertrand 18
•Déplacer une charge (force FE=q0E)
contre l’influence d’un champ
électrique = travail
•Ce travail se transforme en énergie potentielle
électrique
•Énergie potentielle (EP) proportionnelle à la charge
•En se déplaçant l’une vers l’autre deux charges
opposées perdent de l’énergie potentielle et gagnent
de l’énergie cinétique
Énergie potentielle électrique
Analogie avec force gravitationnelle
•Soulever une masse (force FG=mg)
dans le champ gravitationnel = travail
•Ce travail se transforme en énergie potentielle
•Énergie potentielle proportionnelle à la masse
•En tombant le corps perd de l’énergie potentielle et
gagne de l’énergie cinétique

Physique Deuxième Bachelier Biologie/Géographie/Géologie. Daniel Bertrand 18
NB. Précédemment: Unité de champ électrique: N/C
Plus couramment mesuré en V/m
Équivalence:
Potentiel électrique
P
0
E
Vq
Indépendance vis-à-vis de la charge
Énergie potentielle électrique par unité de charge :
Potentiel électrique ou potentiel ou tension
Unité: Joule/Coulomb (J/C) Volt (V)
2
N (kgm/s )
11
CC
2
V J/C Nm/C N kgm/s
1 1 1 1 1
m m m C C

Physique Deuxième Bachelier Biologie/Géographie/Géologie. Daniel Bertrand 18
Différence de potentiel
électrique
j j j 0 j j Pj
W F q E Ell       
Travail effectué sur une charge de A vers B
Segment AB divisé en n segments lj
(suffisamment petits pour E ne varie pas)
Travailénergie potentielle
Potentiel:
Pj
j j j
0
E
VE
ql
Sur AB:
n
jj
j1
V ( E )l
BB
AA
V Ed E dll    
Force F déplace la charge du repos vers le repos
(Énergie cinétique nulle)
Dans le sens du déplacement (parallèle au champ électrique)
opposée à la force du champ électrique: Fj=Fj; Ej=Ej

Physique Deuxième Bachelier Biologie/Géographie/Géologie. Daniel Bertrand 18
Différence de potentiel (suite)
La différence de potentiel entre deux points A et B est
égale au travail effectué contre le champ pour déplacer
une charge positive unitaire de A vers B sans accélération
AB
BA 0
W
VV q
Quantité relative: aucun point de l’espace
n’est « zéro absolu »
Charge positive sans vitesse initiale se déplace d’un
potentiel élevé vers un potentiel plus bas (V<0):
Perte d’énergie potentielle et gain d’énergie cinétique